Департамент образования, науки и молодёжной политики Воронежской области

Департамент образования, науки и молодёжной политики
Воронежской области
Государственное образовательное учреждение среднего профессионального
образования Воронежской области
«Россошанский колледж мясной и молочной промышленности»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
по специальности среднего профессионального образования базовой подготовки
151022 «Монтаж и техническая эксплуатация холодильно-компрессорных машин и
установок (по отраслям)».
2014
Методические указания учебной дисциплины разработаны на основе Федерального
государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальности
среднего профессионального образования (далее СПО) 151031 Монтаж и
техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям) (базовая
подготовка).
Организация разработчик:
государственное
образовательное
бюджетное
учреждение
среднего
профессионального образования Воронежской области «Россошанский колледж
мясной и молочной промышленности»
разработчик преподаватель специальных дисциплин Дубинина Н.А.
2
Аннотация.
на методические указания и контрольные задания по дисциплине
«Электротехника и основы электроники» для обучающихся заочного отделения по
151022 «Монтаж и техническая эксплуатация холодильно-компрессорных машин и
установок (по отраслям)».
Методические указания разработаны для выполнения обучающимися заочно
домашней контрольной работы.
В данной методической разработке перечислены темы, предназначенные для
изучения дисциплины «Электротехника и основы электроники», приведены
варианты задач, даны методические рекомендации по изучению теоретического
материала и решения задач.
При выполнении домашней контрольной работы, обучающийся должен
ответить на один теоретический вопрос и решить три задачи.
Методические указания
позволят обучающимся заочного отделения
квалифицированно и технически грамотно выполнить домашнюю контрольную
работу.
3
Содержание
стр.
Пояснительная записка……………………………………………………………….5
Общие методические указания……………………………………………………... 7
Указания к выполнению контрольной работы………………………………….…. 7
Методические указания к решению задач…………………………………………. 9
Пример 1………………………………………………………………………..9
Пример 2……………………………………………………………………... 11
Пример 3……………………………………………………………………....13
Пример 4…………………………………………………………………..…. 16
Задания на контрольную работу…………………………………………………...20
Задача 1 (вариант 01 – 100)……………………………………………….….20
Задача 2 (вариант 01 – 50)……………………………………….…………...27
Задача 3 (вариант 51 – 00)…………………………………………………...30
Задача 4 (вариант 01 – 50)…………………………………………………...33
Задача 5 (вариант 51 – 00)…………………………………………………...37
Задача 6 (вариант 01 – 100)………………………………………………….41
Библиографический список………………………………………………………...41
4
Пояснительная записка
В настоящее время нет такой области техники, в которой значительное, а
часто и решающее значение не имела бы электротехника и электроника, поэтому так
важно знать и уметь применять её законы будущим специалистам среднего звена,
самостоятельно изучающим электротехнику и основы электроники.
В методических указаниях и контрольных заданиях разработаны варианты
решения задач для расчёта электрических цепей постоянного тока, переменного
однофазного тока и переменного трёхфазного тока. Даны рекомендации по ответам
на вопросы. Приведены контрольные задания.
Настоящие методические указания предназначены для закрепления знаний
полученных обучающимися заочного отделения при самостоятельном обучении.
5
Общие методические указания
Материал, изучаемый по учебнику, необходимо конспектировать в тетради.
Основные определения следует подчеркнуть, формулы выделить. Серьёзное
внимание должно быть уделено разбору решений типовых примеров, помещённых в
учебнике и настоящей методичке.
Указания к выполнению контрольных работ
Контрольная работа по электротехнике содержит три задачи и один
теоретический вопрос. Варианты для каждого обучающегося индивидуальные.
Номер варианта определяется двумя последними цифрами индивидуального шифра,
присвоенного на заочном отделении.
Контрольная работа по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
выполняется в печатном виде на листах формата А4. Текст должен быть напечатан
шрифтом Times New Roman размером 14. Параметры страницы: верхнее поле 1,5
см; левое поле 2 см; нижнее поле 1,5 см; правое поле 1 см; переплёт 0 см. Страницы
должны быть пронумерованы. Условия задач следует переписать полностью.
Электрические цепи должны быть выполнены в условных обозначениях,
соответствующих ГОСТ. На векторных диаграммах указывают масштаб. Все
рисунки, на которых выполнены схемы, векторные диаграммы должны быть
пронумерованы
(например,
рис.1).
решение
задач
обязательно
вести
в
Международной системе единиц (СИ).
Схемы, графики и векторные диаграммы должны быть выполнены в
«комраs» или «visio».
Контрольную работу можно выполнить в отдельной тетради в клетку. При
выполнении контрольной работы в тетради необходимо оставлять поля шириной 25
– 30 мм для замечаний рецензента, а в конце тетради 2-3 страницы для рецензии.
Страницы должны быть пронумерованы.
Схемы, графики и векторные диаграммы должны быть выполнены карандашом.
Векторные диаграммы выполняют на миллиметровой бумаге.
6
После получения работы с замечаниями преподавателя надо исправить
отмеченные ошибки. Если контрольная работа получила неудовлетворительную
оценку, то обучающийся выполняет её снова по старому или новому варианту в
зависимости от указаний рецензента и отправляет на повторную проверку.
Лабораторные
работы
выполняются
в
период
сессии
после
сдачи
контрольных работ.
7
Методические указания к решению задач.
Пример 1 для схемы, приведённой на рисунке 1, определить общее сопротивление
электрической цепи RAB, токи в каждом резисторе и напряжение UAB приложенное к
электрической цепи. Составить баланс мощности.
R2
R1
R3
R5
R4
В
Рис.1
R1 = 5Ом; R2 = 15 Ом; R3 = 10 Ом; R5 = 4Ом; I4 = 5 A
Решение
Решение этой задачи требует знания законов Ома для всей электрической цепи и её
участков, первого закона Кирхгофа и методики определения общего сопротивления
электрической цепи при смешанном соединении сопротивлений.
1 Определяем общее сопротивление разветвлений R2
и
R3. Резисторы
соединены параллельно, поэтому:
R23 =
𝑅2 ∙𝑅3
𝑅2 + 𝑅3
15 ∙10
=
15+10
= 6 Ом
Теперь схема электрической цепи принимает вид, показанный на рисунке 2:
R1
R23
R5
UAB
R4
В
Рис.2
8
2 Резисторы R23
и R5 соединены последовательно, поэтому их общее
сопротивление:
R235 = R23 + R5 = 6+4 = 10 Ом
Схема принимает вид:
А
R1
R235
UAB
R4
В
Рис.3
3 Резисторы R235 и R4 соединены параллельно, их общее сопротивление:
R2345 =
𝑅235 ∙𝑅4
𝑅235 + 𝑅4
= 5Ом
Теперь схема электрической цепи принимает вид, приведённый на рисунке 4:
R1
А
R2345
UAB
В
Рис.4
4 Находим общее сопротивление всей электрической цепи:
RAB = R1 + R2345 = 5 + 5 = 10 Ом
5 Зная величину тока I4 , находим напряжение на резисторе R4
по закону
Ома для участка цепи:
U4 = I4 · R4 = 5 ·10 = 50 B
Это же напряжение приложено к резисторам (R23 + R5). Смотри рисунок 2.
Поэтому ток в резисторе R5 определяем по закону Ома:
I5 =
𝑈4
𝑅23 +𝑅5
=
50
6+4
=5A
6 Находим падение напряжения на резисторе R5:
U5 = I5 · R5 = 5 · 4 = 20 B
9
Тогда напряжение на резисторе R23 (рис. 2):
U2 = U3 = U4 – U5 = 50 – 20 = 30 B
7 Определяем токи на резисторах R2 и R3 по закону Ома для участка цепи:
I2 =
I3 =
𝑈2
𝑅2
𝑈3
𝑅3
=
=
30
15
30
10
= 2A
=3A
Применяя первый закон Кирхгофа, находим ток в резисторе R1:
I1 = I2 + I3 + I4 = 2+ 3 + 5 = 10 A
8 Вычисляем падение напряжения на резисторе R1:
U1 = I1 · R1 = 10 · 5 = 50 B
9 Находим напряжение UAB приложенное ко всей электрической цепи:
UAB = I1 · RAB = 10 · 10 = 100 B
или
UAB = U1 + U4 = 50 + 50 = 100 B
10 Правильность решения задачи проверяем с помощью составления баланса
мощности:
𝐼12 · R1 + 𝐼22 · R2 + 𝐼32 · R3 + 𝐼42 · R4 + 𝐼52 · R5 = UAB · I1
102 · 5 + 22 · 15 + 32 · 10 + 52 · 4 = 100 · 10
1000 Вт = 1000 Вт
Баланс мощностей сошёлся, следовательно, задача решена правильно.
Пример 2 Активное сопротивление катушки Rк = 6 Ом, индуктивное XL = 10 Ом.
Последовательно с катушкой включено активное сопротивление R = 2 Ом и
конденсатор с ёмкостным сопротивлением XC = 4 Ом (рис. 5). К электрической цепи
приложено напряжение U = 50 B. Определить:
1) Полное сопротивление электрической цепи;
2) Ток;
3) Коэффициент мощности;
4) Активную, реактивную и полную мощности;
10
5) Напряжения на каждом сопротивлении;
6) Начертить в масштабе векторную диаграмму электрической цепи.
Rк
XL
XC
R
Рис.5
Решение.
1 Определяем полное сопротивление электрической цепи:
𝑍 = √(𝑅𝐾 + 𝑅)2 + (𝑋𝐿 − 𝑋𝐶 )2 = √(6 + 2)2 + (10 − 4)2 = 10 Ом
2 Определяем ток по закону Ома для однофазной электрической цепи
переменного тока:
𝐼=
𝑈
𝑍
=
30
10
=3A
3 Определяем коэффициент мощности электрической цепи:
cos 𝜑 =
𝑅𝐾+𝑅
6+3
=
= 0,8
𝑍
10
4 Определяем активную мощность электрической цепи:
P = U · I · cos 𝜑 = 50 · 5 · 0,8 = 200 Вт
или
P = 𝐼 2 ∙ (𝑅𝐾 + 𝑅) = 52 ∙ (6 + 2) = 200 Вт
5 Определяем реактивную мощность электрической цепи:
Q = U · I · sin 𝜑 = 50 · 5 · 0,6 = 150 ВАр
или
Q = I2 · (XL – XC) = 52 · (10 – 4) = 150 ВАр
где sin 𝜑 =
𝑋𝐿 − 𝑋𝐶
𝑍
=
10−4
10
= 0,6
6 Определяем полную мощность электрической цепи:
S = √𝑃2 + 𝑄2 = √2002 + 1502 = 250 BA
7 Определяем падение напряжения на сопротивлениях в электрической
цепи:
URk = I · RK = 5 · 6 = 30 B
11
UL = I · XL = 5 · 10 = 50 B
UR = I · R = 5 · 2 = 10 B
UC = I · XC = 5 · 4 = 20 B
8 Векторная диаграмма.
Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба тока и
напряжения:
MI = 1 𝐴⁄см
МU = 10 𝐵⁄см
Рассчитываем длину векторов тока и напряжения:
𝐼
LI =
𝑀𝐼
LURk =
LUR =
5
= = 5 см
1
𝑈𝑅𝑘
𝑀𝑈
𝑈𝑅
𝑀𝑈
=
=
30
10
10
10
= 3см
= 1 см
L Uk = LURk + LUR = 1 + 3 = 4 см
LUL =
LUc =
𝑈𝐿
𝑀𝑈
𝑈𝐶
𝑀𝑈
=
=
50
10
20
10
= 5см
= 2см
Построение векторной диаграммы ( рис. 6) начинаем с вектора тока. Вдоль
вектора
тока
откладываем
векторы
падений
напряжений
на
активных
сопротивлениях URk и UR . из конца вектора UR откладываем в сторону опережения
вектора тока на 900 вектор напряжения UL . из конца вектора UL откладываем в
сторону отставания от вектора тока на 900 вектор падения напряжения UC.
Геометрическая сумма векторов URk, UR, UL и UC равна полному напряжению U,
приложенному к электрической цепи.
12
UC
UL
U
UR
I
Рис.6
Пример 3 Катушка с активным сопротивлением R1 = 6Ом и индуктивным
XL1 = 8 Ом соединена с конденсатором, ёмкостное сопротивление которого
XC2 = 10 Ом (рис.7). Определить:
1) Токи в ветвях и в неразветвлённой части электрической цепи;
2) Активные и реактивные мощности ветвей и всей электрической цепи;
3) Полную мощность электрической цепи;
4) Углы сдвига фаз между токами и напряжением в каждой ветви и во всей
электрической цепи;
5) Начертить в масштабе векторную диаграмму электрической цепи.
К электрической цепи приложено напряжение U = 100В.
I
I1
R1
I2
XC1
XL1
Рис. 7
Решение.
1 Определяем токи в ветвях:
13
I1 =
𝑈
𝑍1
=
100
10
= 10 A
2
где Z1 = √𝑅12 + 𝑋𝐿1
= √62 + 82 = 10 Ом
I2 =
𝑈
𝑍2
=
100
10
= 10 A
где Z2 = XC2= 10 Ом , т. к. в этой ветви активное сопротивление R = 0.
2 Определение углов сдвига фаз в ветвях:
𝜑1 = arctg
𝑋𝐿1
𝑅1
8
= 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔
6
= 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 1,33 = 530
Так как 𝜑 > 0, то напряжение опережает ток.
𝜑2 = - 900
Так как 𝜑 < 0, то напряжение отстаёт от тока.
3 Определяем активные и реактивные составляющие токов в ветвях:
Iа1 = I1 · cos 𝜑1 = 10 · cos 530 = 10 · 0,6 = 6 A
Iр1 = I1 · sin 𝜑1 = 10 · sin 530 = 10 · 0,8 = 8 A
Iа2 = 0 А
Iр2 = I2 · sin 𝜑2 = 10 · sin (-900 ) = 10 · (-1) = - 10 A
4 Определяем ток в неразветвлённой части электрической цепи:
I = √(𝐼а1 + 𝐼а2 )2 + (𝐼р1 + 𝐼р2 )2 = √(6 + 0)2 + (8 − 10)2 = 6,33 А
5 Определяем коэффициент мощности ветвей и всей электрической цепи:
cos 𝜑 =
6 Определяем
активную
и
𝐼а1 +𝐼а2
𝐼
=
6+0
6,33
реактивную
= 0,95
мощности
ветвей
и
всей
электрической цепи:
Р1 = U · I1 · cos 𝜑 = 100 · 10 · 0,6 = 600 Вт
Р2 = 0, т.к. cos 𝜑 = 0
P = P1 + P2 = 600 + 0 = 600 Вт
Q1 = U · I1 · sin 𝜑 = 100 · 10 · 0,8 = 800 ВАр
Q2 = U · I2 · sin 𝜑 = 100 · 10 · (-1) = - 1000 ВАр
Q = Q1 + Q2 = 800 – 1000 = - 200 ВАр
Реактивная мощность ветви с ёмкостью отрицательна т. к. 𝜑2 < 0.
7 Определяем полную мощность электрической цепи:
14
S = √𝑃2 + 𝑄2 = √6002 + (−200)2 = 633 ВА
Ток в неразветвлённой части электрической цепи можно определить
значительно проще, без разложения токов на составляющие, зная полную
мощность электрической цепи и напряжение:
I=
𝑆
=
𝑈
633
= 6,33 A
100
8 Для построения векторной диаграммы задаёмся масштабом по напряжению
М𝑈 = 25 В⁄см, по току М𝐼 = 2,5 𝐴⁄см.
Длина векторов тока и напряжения:
LU =
𝑈
𝑀𝑈
LI1 =
LI2 =
=
𝐼1
𝑀𝐼
𝐼2
𝑀𝐼
=
=
100
25
10
2,5
10
2,5
= 4 см
= 4 см
= 4 см
Углы сдвига фаз 𝜑1 = 530 , 𝜑2 = − 900
Построение начинаем с вектора напряжения U ( рис.8). Под углом 𝜑1 к нему
(в сторону отставания) откладываем в масштабе вектор I1, под углом 𝜑2 ( в сторону
опережения) – вектор I2 . Геометрическая сумма этих токов равна току
в
неразветвлённой части электрической цепи.
I2
I
U
I1
Рис.6
15
Пример
4
В
трёхфазную
четырёхпроводную
сеть
включили
звездой
несимметричную нагрузку: в фазу А – конденсатор с ёмкостным сопротивлением
XA = 10 Ом, в фазу В – активное сопротивление RB = 8 Ом и индуктивное XB = 6 Ом,
в фазу С – активное сопротивление RC = 5Ом.
Линейное напряжение UН = 380 В. Определить фазные токи, начертить в масштабе
векторную диаграмму электрической цепи. Графически найти ток в нулевом
проводе, схема дана на рисунке 9.
А
В
С
О
XA
RB
RC
XB
Рис. 9
Решение.
1 Определяем фазное напряжение:
UФ =
𝑈Л
√3
=
380
√3
= 220 В
UA = UB = UC = 220 В
2 Находим фазные токи:
IA =
IB =
IC =
𝑈𝐴
𝑍𝐴
𝑈𝐵
𝑍𝐵
𝑈𝐶
𝑍𝐶
=
=
=
220
10
220
10
220
5
= 22 A,
где ZA = XA = 10 Ом
= 10 A,
где ZB = √𝑅𝐵2 + 𝑋𝐵2 = √82 + 62 = 10 Ом
= 44 A,
где ZC = RC = 5 Ом
3 Построение векторной диаграммы.
Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току и
напряжению:
МI = 10 А⁄см
16
МU = 100 В⁄см
Рассчитываем длину векторов тока:
𝐼𝐴
LIA =
𝑀𝐼
𝐼𝐵
LIB =
𝑀𝐼
𝐼𝐶
LIC =
𝑀𝐼
=
=
=
22
= 2,2 см
10
22
= 2,2 см
10
44
= 4,4 см
10
Длина векторов напряжения:
LUA = LUB = LUC =
𝑈Ф
𝑀𝑈
=
220
100
= 2,2 см
Построение векторной диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений
UA, UB, UC располагая их под углом 1200, относительно друг друга (рис. 10).
Ток IA опережает напряжение UA угол 900, ток IB отстаёт от напряжения UB на
угол 𝜑В , который определяется:
arctg
𝑋𝐵
𝑅𝐵
6
= arctg = 360 50\
8
ток IC совпадает с напряжением UC
ток в нулевом проводе равен геометрической сумме трёхфазных токов
UA
IA
UC
UB
IC
IB
IO
IA
IC
Рис.10
Измеряя длину вектора I0 , определяем ток в нулевом проводе:
LI0 = 6,8 см
I0 = LI0 · MI = 6,8 · 10 = 68 A
17
Пример 5 В трёхфазную сеть включили треугольником несимметричную нагрузку
(рис.11). В фазу АВ – конденсатор с емкостным сопротивлением XAB = 10 Ом; в
фазу ВС – катушку с активным сопротивлением RBC = 4 Ом и индуктивным
XBC = 3 Ом; в фазу СА – активное сопротивление RCA = 10 Ом. Линейное
напряжение сети UH = 220 В.
Определить:
1) Фазные токи;
2) Углы сдвига фаз;
3) Начертить в масштабе векторную диаграмму;
4) По векторной диаграмме определить числовые значения линейных токов.
А
В
С
XAB
В
RBC
XBC
RCA
А
С
Рис.11
Решение.
1 Определяем фазные токи:
IAB =
IBC =
ICA =
𝑈𝐴𝐵
𝑍𝐴𝐵
𝑈𝐵𝐶
𝑍𝐵𝐶
𝑈𝐶𝐴
𝑍𝐶𝐴
220
=
10
220
=
=
5
220
10
где ZAB = XAB = 10 Ом
= 22 A
2
2
= 44 𝐴 где ZBC = √𝑅𝐵𝐶
+ 𝑋𝐵𝐶
= √42 + 32 = 5 Ом
где ZCA = RCA = 10 Ом
= 22 A
2 Определяем углы сдвига фаз:
Так как в фазе АВ включён только конденсатор, то угол сдвига фаз
𝜑АВ = - 900
𝜑ВС = arctg
𝑋𝐵С
𝑅𝐵С
3
= arctg = 360 50\
4
Так как в фазе СА включён только резистор, то угол сдвига фаз
18
𝜑СА = 00
3 Построение векторной диаграммы:
Выбираю масштаб по току и напряжению:
МI = 10 𝐴⁄см
МU = 80 В⁄см
Определяю длину векторов тока:
LIAB =
LIBС =
LIAB =
𝐼𝐴𝐵
𝑀𝐼
𝐼𝐵С
𝑀𝐼
𝐼С𝐴
𝑀𝐼
=
22
10
44
=
10
=
22
10
= 2,2 см
= 4,4 см
= 2,2 см
Определяю длину векторов напряжения:
LUAВ = LUBС = LUCА =
𝑈Н
𝑀𝑈
=
220
80
= 2,75 см
В принятом масштабе откладываем векторы фазных (они же линейные)
напряжения UAB, UBC, UCA под углом 1200 относительно друг друга
(рис. 12). Под углом 𝜑АВ = - 900 к вектору напряжения UAB откладываем
вектор тока IAB, в фазе ВС вектор тока IBС отстаёт от UBC на угол
𝜑ВС = 360 50\; в фазе СА вектор тока IСА совпадает с вектором напряжения
UCA. Затем строим векторы линейных токов.
UAB
IC
IA
- IBC
- ICA
ICA
UC
IAB
IB
IBC
UBC
- IAB
Рис.12
Векторы линейных токов строим на основании уравнений:
19
IA = IAB – ICA = IAB + (– ICA)
IB = IBC – IAB = IBC + (– IAB)
IC = I CA – IBC = I CA + (– I BC)
Измеряем длину векторов линейных токов и получаем:
LIA = 4,1см
LIB = 4,2см
LIC = 4,4см
Вычисляем величину линейных токов:
IA = LIA · MI = 4,1 · 10 = 41 A
IB = LIB · MI = 4,2 · 10 = 42 A
IC = LIC · MI = 4,4 · 10 = 44 A
Задание на контрольную работу.
Задача 1: (варианты 01 – 00).
Электрическая цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединённых
смешанно. Схема электрической цепи с указанием величины сопротивлений
резисторов приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка, заданные
значения одного из напряжений или токов приведены в таблице 1. Индекс тока и
напряжения совпадает с индексом резистора.
Определить:
1) Общее сопротивление электрической цепи;
2) Мощность, потребляемую всей электрической цепью;
20
3) Расход электрической энергии электрической цепью за восемь часов работы;
4) Определить величину, указанную в таблице.
А
R1 = 2 Ом
+
R5 = 6Ом
R2 = 4Ом
R3 = 12 Ом
R4 = 3 Ом
-
В
Рис. 13
R2 = 2Ом
R3 = 6 Ом
R4 = 4 Ом
R5 = 10Ом
R6 = 2 Ом
R1 = 4 Ом
+
-
А
В
Рис. 14
21
R3 = 10 Ом
А
R1 = 4 Ом
R5 = 10Ом
+
R4 = 5 Ом
R2 = 15Ом
R6 = 5 Ом
В
Рис. 15
А
R1 = 4 Ом
R3 = 4 Ом
R5 = 10Ом
+
R2 = 10Ом
R4 = 15 Ом
R6 = 5 Ом
В
Рис. 16
А
R1 = 3 Ом
+
R6 = 4Ом
R3 = 6 Ом
R2 = 6Ом
R5 = 12Ом
R4 = 3 Ом
В
Рис. 17
Таблица 1. Исходные данные.
Номер варианта
Номер рисунка
Заданная величина
определить
1
13
UAB = 100B
I3
2
13
I1 = 20A
I4
3
13
I2 = 30 A
I5
22
4
13
I5 = 10A
UAB
5
13
UAB = 50B
I1
6
13
I2 = 20 A
I5
7
13
I4 = 5A
UAB
8
13
U5 = 30B
I1
9
13
I3 = 1,25A
U1
10
13
UAB = 80B
U4
11
13
I3 = 1A
U5
12
13
U1 = 20B
I4
13
13
I5 = 5A
UAB
14
13
I1 = 12A
I3
15
13
U5 = 60B
I1
16
13
UAB = 50B
U4
17
13
I2 = 3 A
I5
18
13
U2 = 12B
U1
19
13
U4 =36B
I1
20
13
I4 = 12A
UAB
21
14
UAB = 50B
I3
22
14
I2 = 2 A
UAB
23
14
I1 = 5A
U4
24
14
U5 = 18B
I1
25
14
I3 = 1,2 A
UAB
26
14
I5 = 6A
I1
27
14
UAB = 80B
I6
28
14
I6 = 3 A
U4
20
14
U4 =10B
UAB
30
14
I1 = 20A
I4
31
14
I4 = 2A
UAB
32
14
U2 = 30B
I1
23
33
14
I2 = 4 A
U1
34
14
U3 = 20B
UAB
35
14
UAB = 60B
I5
36
14
I1 = 20A
I4
37
14
U6 = 24B
U1
38
14
U1 = 40B
I6
39
14
I6 = 6 A
UAB
40
14
UAB = 120B
I5
41
15
I1 = 12A
U6
42
15
I4 = 3A
UAB
43
15
UAB = 120B
I6
44
15
U3 = 24B
UAB
45
15
I6 = 4 A
U1
46
15
I1 = 24A
I4
47
15
UAB = 30B
U5
48
15
U1 = 96B
I2
49
15
I5 = 2A
I1
50
15
UAB = 60B
I3
51
15
U2 = 12B
UAB
52
15
I1 = 3A
U6
53
15
I2 = 6 A
I1
54
15
I4 = 3A
I1
55
15
UAB = 60B
I2
56
15
I5 = 4A
UAB
57
15
U4 =36B
I1
58
15
I3 = 2 A
UAB
59
15
I5 = 12A
U1
60
15
I1 = 24A
UAB
61
16
I1 = 50A
I3
24
62
16
I2 = 15 A
UAB
63
16
U2 = 120B
I4
64
16
UAB = 250B
I1
65
16
I6 = 8 A
U1
66
16
I4 = 8A
I2
67
16
I5 = 4,8A
UAB
68
16
U1 = 200B
U6
69
16
U4 =48B
UAB
70
16
I5 = 6A
I2
71
16
I3 = 2,4 A
UAB
72
16
UAB = 220B
I5
73
16
I1 = 20A
I4
74
16
I3 = 20 A
UAB
75
16
U4 =120B
I2
76
16
I1 = 25A
UAB
77
16
UAB = 60B
I4
78
16
U5 = 120B
U1
79
16
I6 = 10 A
I1
80
16
UAB = 500B
U4
81
17
I5 = 1A
UAB
82
17
U4 =12B
U1
83
17
I3 = 6 A
UAB
84
17
UAB = 60B
I1
85
17
I1 = 24A
UAB
86
17
U1 = 54B
I6
87
17
I6 = 3 A
U1
88
17
U5 = 13B
I2
89
17
I1 = 12A
UAB
90
17
U2 = 36B
U1
25
91
17
I6 = 4,5 A
I1
92
17
U5 = 24B
U1
93
17
I3 = 24 A
UAB
94
17
I2 = 8 A
I5
95
17
U6 = 12B
I1
96
17
I4 = 6A
U3
97
17
I3 = 4 A
UAB
98
17
I1 = 18A
U5
99
17
UAB = 90B
I6
100
17
I2 = 4 A
U5
Задача 2 (варианты 01 – 50)
Электрическая цепь переменного тока содержит различные элементы, включённые
последовательно. Схема электрической цепи
приведена на соответствующем
рисунке. Номер рисунка и значения сопротивлений заданы в таблице 2.
Определить следующие величины, если они не указаны в таблице 2:
1) Полное сопротивление;
2) Напряжение приложенное к электрической цепи ;
3) Ток;
4) Угол сдвига фаз;
5) Активную, реактивную и полную мощности;
6) Начертить в масштабе векторную диаграмму.
26
R1
XL1
U
XL1
R1
XC1
R2
XC1
U
Рис.18
R1
Рис. 19
R2
R1
U
XL1
R2
U
Рис. 20
R1
Рис. 21
XL1
XL2
R2
XC1
U
XC2
R1
U
Рис. 22
XC1 XL1
R1
Рис. 23
XC2
U
R1
XL1
XC1
XL2
U
Рис. 24
R1
R2
Рис. 25
XC2
R1
XC1 XL1
XC2 R2
U
U
Рис. 26
Рис. 27
27
Таблица 2. Исходные данные.
Номер
Номер
варианта рисунка
R1
R2
XL1
XL2
XC1
XC2
Дополнительный
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
параметр
1
18
4
-
6
-
3
-
QL1 = 150 BAp
2
19
6
2
3
-
9
-
U = 40 B
3
20
10
6
-
-
12
-
I=5A
4
21
6
2
6
-
-
-
PR1 = 150Bт
5
22
4
4
3
3
-
-
S = 360 BA
6
23
3
-
-
-
2
2
I=4A
7
24
8
-
12
-
4
2
P = 200 Вт
8
25
16
-
10
8
6
-
U = 80 B
9
26
10
6
-
-
8
4
I=2A
10
27
2
2
5
-
6
2
Q = - 192 BAp
11
18
3
-
2
-
6
-
U = 50 B
12
19
4
4
4
-
10
-
I=2A
13
20
4
2
-
-
8
-
UR = 50 B
14
21
8
4
16
-
-
-
S = 320 BA
15
22
6
10
8
4
-
-
P = 400 Вт
16
23
6
-
-
-
5
3
S = 160 BA
17
24
12
-
4
-
12
8
I=4A
18
25
6
-
8
4
4
-
P = 54 Вт
19
26
8
4
-
-
6
10
S = 180 BA
20
27
8
8
12
-
2
2
P = 256 Вт
21
18
6
-
10
-
4
-
I=5A
22
19
4
2
12
-
6
-
P = 24 Вт
23
20
5
3
-
-
-
-
S = 250 BA
24
21
3
1
3
-
-
-
QL1 = 80 BAp
25
22
4
8
10
6
-
-
Q = 64 BAp
28
26
23
8
-
-
-
4
2
U = 40 B
27
24
6
-
12
4
2
2
UL1 = 60 B
28
25
4
-
8
-
9
-
Q = 75 BAp
29
26
2
6
-
-
4
2
UR2 = 24 B
30
27
4
2
4
-
8
4
QL1 = 16 BAp
31
18
8
-
4
-
10
-
P = 800 Вт
32
19
3
3
2
-
-
10
33
20
2
2
-
-
3
-
P = 100 Вт
34
21
4
4
6
-
-
-
I=2A
35
22
2
4
2
-
-
8
U = 60 B
36
23
16
-
-
-
4
3
Q = - 300 BAp
37
24
4
-
10
10
-
-
UC2 = 15 B
38
25
12
-
14
-
8
4
UR1 = 60 B
39
26
4
2
-
-
4
2
QC2 = - 256 BAp
40
27
1
2
6
-
8
-
UC1 = 60 B
41
18
12
-
18
-
2
-
S = 500 BA
42
19
8
4
20
-
4
-
QL1 = 500 BAp
43
20
2
1
-
-
4
-
QC1 = - 100 BAp
44
21
10
6
12
-
-
-
U = 100 B
45
22
6
2
4
2
-
-
I=4A
46
23
12
-
-
-
10
6
P = 48 Вт
47
24
3
-
8
-
2
10
Q = - 400 BAp
48
25
6
-
5
3
8
-
UC1 = 16 B
49
26
1
3
-
-
2
1
Q = - 48 BAp
50
27
10
6
18
-
4
2
S = 80 BA
QC1 = - 160 BAp
Задача 3 (варианты 51 – 00)
Электрическая цепь переменного тока содержит различные элементы образующие
две параллельные ветви. Схема электрической цепи приведена на соответствующем
29
рисунке. Номер рисунка, значение всех сопротивлений, а так же один
дополнительный параметр заданы в таблице 3.
Определить следующие величины, если они не заданы в таблице 3:
1) Токи I1 и I2 в обеих ветвях;
2) Ток I в неразветвлённой части электрической цепи;
3) Напряжение U, приложенное к электрической цепи;
4) Активную, реактивную и полную мощности всей электрической цепи;
5) Начертить в масштабе векторную диаграмму электрической цепи.
R2
R2
R1
R1
U
U
XC2
XL2
Рис. 28
Рис. 29
R2
R1
R1
U
U
XC2
Рис. 30
XL1
XL2
Рис. 31
R1
U
R1
XC2
R2
U
XL1
XC1
XL2
30
Рис. 32
Рис. 33
R2
R1
U
R2
R1
U
XL2
XL2
XC2
R2
Рис. 34
Рис. 35
R1
R1
R2
U
R2
XC1
U
XC2
XC1
XL2
XC2
Рис. 36
Рис. 37
Таблица 3: Исходные данные.
Номер
Номер
варианта рисунка
R1
R2
XL1
XL2
XC1
XC2
Дополнительный
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
параметр
51
28
5
4
-
4
-
-
Q = 64 BAp
52
29
10
8
-
-
-
6
U = 20 B
53
30
4
-
-
-
-
5
I1 = 5 A
31
54
31
4
6
-
8
-
-
I2 = 5 A
55
32
16
-
3
-
-
10
56
33
24
16
12
12
32
-
U = 80 B
57
34
5
4
-
6
-
-
I2 = 6 A
58
35
15
12
-
20
-
4
P1 = 240 Вт
59
36
8
16
-
-
6
12
U = 100 B
60
37
4
8
-
12
3
6
P2 = 238 Вт
61
28
10
6
-
8
-
-
P2 = 300 Вт
62
29
2
3
-
-
--
4
I1 = 5 A
63
30
12
-
-
-
-
8
I2 = 6 A
64
31
6
3
8
4
-
-
P2 = 300 Вт
65
32
32
-
24
-
-
40
U = 120 B
66
33
12
8
-
10
16
-
QL2 = 250 BAp
67
34
2
2
-
3
-
-
P2 = 16 Вт
68
35
5
8
-
4
-
10
U = 30 B
69
36
3
6
-
-
4
8
I2 = 4 A
70
37
8
4
-
5
6
8
U = 20 B
71
28
4
4
-
3
-
-
I2 = 8 A
72
29
5
4
-
3
-
-
I2 = 2 A
73
30
2
-
-
-
-
4
U=8B
74
31
8
12
6
16
-
-
Q2 = 144 BAp
75
32
48
-
64
-
-
60
Q = - 286 BAp
76
33
3
8
-
6
-
-
I1 = 5 A
77
34
6
3
-
8
-
-
QL = 72 BAp
78
35
10
6
-
12
-
4
Q = 32 BAp
79
36
24
12
-
-
32
16
U = 120 B
80
37
64
24
-
40
48
8
P1 = 64 Вт
81
28
8
4
-
3
-
-
I1 = 5 A
82
29
12
6
-
-
-
8
Q = - 286 BAp
P = 256 Вт
32
83
30
3
-
-
-
-
4
P = 48 Вт
84
31
16
3
12
4
-
-
U = 40 B
85
32
8
-
6
-
-
8
UL1 = 32 B
86
33
32
16
-
12
24
-
I2 = 6 A
87
34
5
2
-
3
-
-
U = 20 B
88
35
20
32
-
30
-
6
P2 = 128 Вт
89
36
16
6
-
-
12
8
P1 = 64 Вт
90
37
6
8
-
4
8
10
I1 = 5 A
91
28
8
4
-
3
-
-
P2 = 256 Вт
92
29
3
3
-
-
-
4
UC2 = 12 B
93
30
5
-
-
-
-
10
Q = - 40 BAp
94
31
24
12
32
16
-
-
95
32
6
-
8
-
-
12
96
33
4
6
-
8
3
-
P1 = 256 Вт
97
34
9
4
-
6
-
3
I1 = 10 A
98
35
5
8
-
4
-
10
QC2 = - 640 BAp
99
36
64
24
-
-
48
32
P2 = 384 Вт
00
37
3
6
-
10
4
2
I2 = 3 A
UR1 = 48 B
QL1 = 72 BAp
Задача 4 (варианты 01 – 50)
В трёхфазную четырёхпроводную электрическую сеть с линейным напряжением UН
включили звездой разные по характеру сопротивления (рис. 38 – 47). Определить
линейные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму электрической цепи.
По векторной диаграмме определить числовое значение тока в нулевом проводе.
Данные для своего варианта взять в таблице 4.
33
А
В
С
О
А
В
С
О
RA
XA
RC
XA
RB
RC
XB
Рис.38
рис.39
А
В
С
О
А
В
С
О
RB
RB
RA
XA
XC
XB
RA
Рис.40
А
В
С
О
XB
XC
рис.41
А
В
С
О
XA
RA
XB
RB
Рис.42
XB
RC
рис.43
34
А
В
С
О
А
В
С
О
XB
XA
XC
XB
XC
RA
RA
RB
RB
Рис.44
рис.45
А
В
С
О
А
В
С
О
XB
RB
RA
RA
RC
XC
RB
XB
Рис.46
рис.47
Таблица 4: Исходные данные.
Номер
Номер
варианта рисунка
UH
RA
RB
RC
XA
XB
XC
В
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
1
38
380
8
-
20
6
11
-
2
39
220
-
25,4
10
12,7
-
-
3
40
660
38
8
-
-
6
19
4
41
380
6
4
-
8
3
10
5
42
220
10
-
25,4
-
12,7
-
6
43
660
-
-
38
20
38
-
7
44
380
16
12
-
12
16
20
8
45
220
10
3
-
-
4
10
9
46
660
10
8
12,7
-
6
-
10
47
380
10
12
-
-
8
6
11
38
220
12
-
14
10
6
35
12
39
660
-
16
18
8
-
-
13
40
380
6
8
-
-
6
8
14
41
220
24
20
-
12
10
6
15
42
660
22
-
16
-
8
-
16
43
380
-
-
10
8
6
-
17
44
220
6
4
-
8
6
2
18
45
660
5
3
-
-
2
6
19
46
380
4
2
6
-
4
-
20
47
220
10
8
-
-
6
6
21
38
660
8
-
10
6
8
-
22
39
380
-
10
8
6
-
-
23
40
220
10
8
-
-
6
8
24
41
660
12
10
-
6
8
6
25
42
380
20
-
12
-
8
-
26
43
220
-
-
11
10
9
-
27
44
660
4
6
-
10
12
8
28
45
380
14
12
-
-
8
7
29
46
220
15
17
16
-
10
-
30
47
660
10
12
-
-
6
8
31
38
380
12
-
14
10
8
-
32
39
220
-
8
6
10
-
-
33
40
660
14
6
-
-
10
10
34
41
380
16
4
-
8
6
4
35
42
220
20
-
22
-
18
-
36
43
660
-
-
25
12
16
-
37
44
380
25
30
-
14
12
10
38
45
220
6
8
-
-
8
6
39
46
660
4
3
2
-
5
-
40
47
380
8
10
-
-
5
6
36
41
38
220
10
-
12
8
6
-
42
39
660
-
6
4
8
-
-
43
40
380
12
8
-
-
6
10
44
41
220
24
16
-
12
8
6
45
42
660
5
-
3
-
7
-
46
43
380
-
-
10
8
6
-
47
44
220
10
8
-
5
6
8
48
45
660
8
10
-
-
8
6
49
46
380
6
8
10
-
8
-
50
47
220
4
6
-
-
8
12
Задача 5 (варианты 51 – 00)
В трёхфазную электрическую сеть включили треугольником несимметричную
нагрузку (рис. 48 - 57). Величины активных и реактивных сопротивлений указаны в
таблице 5. Линейное напряжение UH = 220 В.
Определить:
1) Фазные токи;
2) Углы сдвига фаз;
3) Начертить в масштабе векторную диаграмму;
4) По векторной диаграмме определить числовые значения линейных токов.
А
В
С
А
В
С
В
RAB
В
RBC
RAB
RBC
XBC
RCA
А
XBC
XCA
RCA
С
А
XCA
С
37
Рис.48
рис.49
А
В
С
В
XAB
RAB
XBC
В
XBC
XAB
XCA
RCA
XCA
А
А
С
С
Рис.50
А
В
С
RAB
рис.51
А
В
С
В
В
XAB
RBC
XBC
XAB
XCA
А
RCA
А
С
Рис.52
А
В
С
рис.53
А
В
С
В
В
XAB
RAB
XBC
RBC
XCA
А
С
Рис.54
С
А
RCA
XCA
С
рис.55
38
А
В
С
А
В
С
В
В
XAB
XAB
XBC
RCA
А
С
RBC
XCA RCA
А
Рис.56
С
рис.57
Таблица 5: Исходные данные.
Номер
Номер
RAB
RBC
RCA
XAB
XBC
XCA
варианта
рисунка
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
51
48
-
8
10
6
6
8
52
49
10
-
12
-
12
3
53
50
-
-
8
6
6
10
54
51
12
-
-
6
8
4
55
52
14
12
-
7
-
6
56
53
-
-
20
12
14
-
57
54
10
12
-
-
-
3
58
55
-
-
10
10
12
14
59
56
-
-
15
12
14
-
60
57
-
8
6
6
-
6
61
48
-
10
8
6
8
4
62
49
12
-
10
-
8
6
63
50
-
-
6
6
6
6
64
51
15
-
-
5
7
7
65
52
14
12
-
7
-
7
66
53
-
-
10
6
4
39
67
54
12
12
-
-
-
12
68
55
-
-
12
10
12
8
69
56
-
-
6
6
8
-
70
57
-
10
12
4
-
6
71
48
-
16
18
9
8
6
72
49
14
-
12
-
6
5
73
50
-
-
10
6
6
8
74
51
17
-
-
6
4
10
75
52
14
12
-
7
-
7
76
53
-
-
25
12,5
12,5
-
77
54
10
8
-
-
-
6
78
55
-
-
10
8
8
6
79
56
-
-
20
18
12
-
80
57
-
12
12
6
-
6
81
48
-
10
12
5
6
8
82
49
6
-
6
-
8
8
83
50
-
-
10
8
8
10
84
51
12
-
-
6
10
8
85
52
14
16
-
7
-
5
86
53
-
-
20
10
10
-
87
54
22
20
-
-
-
20
88
55
-
-
18
16
16
12
89
56
-
-
12
12
10
-
90
57
-
12
8
8
-
6
91
48
-
8
12
8
6
8
92
49
10
-
10
-
4
4
93
50
-
-
6
4
3
6
94
51
12
-
-
10
10
8
95
52
8
10
-
6
-
5
40
96
53
-
-
10
8
6
-
97
54
10
12
-
-
-
6
98
55
-
-
18
9
6
4
99
56
-
-
10
10
5
-
100
57
-
6
8
10
-
6
Задача 6 (все варианты)
Номер варианта
вопрос
1
Устройство и принцип действия трансформаторов
2
Полупроводниковые материалы.
3
Полупроводниковые диоды.
4
Разновидность полупроводниковых диодов.
5
Биполярные транзисторы
6
Полевые транзисторы
7
Режимы работы усилительных каскадов
8
Усилители постоянного тока
9
Операционный усилитель
0
Электронные ключи
41
Библиографический список
Основная литература
1. Морозова Н.Ю. Электротехника и электроника (5-е изд., стер) учебник для
образовательных учреждений среднего профессионального образования,2013.
– 288с.
2. Иньков Ю.Н. Электротехника и электроника. / Под ред. Инькова Ю.М. (9-е
изд., стер.) учебник, 2013.- 368с
3. Фуфаева Л.И. Сборник практических задач по электротехнике (3-е изд., стер.)
учебное пособие 2014. 288с.
4. Лапынин Ю.Г. Контрольные материалы по электротехнике и электронике (2-е
изд., стер.) учебное пособие 2013. 128с.
Дополнительная литература
5. Подкин Ю.Г. Электротехника и электроника: в 2 т. т 1/ под ред. Подкина Ю.Г.
(1-е изд.) учебное пособие, 2011. 400с.
6. Подкин Ю.Г. Электротехника и электроника: в 2 т. т 2/ под ред. Подкина Ю.Г.
(1-е изд.) учебное пособие, 2011. 320с.
7. Немцов М.В. Электротехника и электроника (6-е изд., стер.) учебник 2013.
480с.
8. Ямпурин Н.П. Электроника (1-е изд.) учеб. пособие 2011., 240с.
42
9. Беспалов В.Я. Электрические машины (4-е изд., перераб. и доп.) учебник 2013.
п., 320 с.
10.Кацман М.М. Электрические машины: Учеб. для студентов сред. проф.
учебных заведений. – 3-е изд., испр. – М.: М.:Высш.шк.; Издательский центр
«Академия»; 2001.- 463с.:ил.
43